Своевременная диагностика главного двигателя и его надежность в совокупности дают возможность длительной безаварийной работы, особенно важны для главного судового дизеля, так как на большинстве Современные транспортные суда различного назначенияморских транспортных судов отказ главного двигателя в штормовых условиях является одной из основных причин гибели судов.
Необходимая надежность судового дизеля на стадии разработки обеспечивается простотой конструкций, минимизацией количества узлов и деталей, применением наиболее рационального материала его деталей.
В условиях эксплуатации обеспечение безаварийной работы возложено на средства автоматики.
Системы автоматического регулирования предназначены для поддержания рабочих режимов по основным параметрам на уровне, обеспечивающем длительную безотказную работу дизеля.
Системы контроля информируют обслуживающий персонал о значениях рабочих параметров в данный момент, в том числе системы аварийно-предупредительной сигнализации, об их выходе за установленные нормальные пределы.
Системы защиты при значительном и опасном отклонении рабочих параметров от нормы автоматически включают резервный (дублирующий) механизм и отключают (выводят из работы) неисправный механизм, предотвращая тем самым его аварию.
Важная роль в обеспечении безаварийной работы дизеля отводится диагностике его состояния. Диагностируются в основном конструктивные параметры при выполнении профилактических работ, разработке и ТО и ремонт судовых дизелейремонте дизеля. Применение средств автоматики позволяет контролировать и диагностировать техническое состояние механизмов без их разборки, непрерывно во время работы в течение всего периода их эксплуатации.
Система достаточно высокого уровня технической диагностики выполняет следующие операции:
- с заданной периодичностью вносит в память значения диагностируемых параметров;
- осуществляет их анализ (обработку) по заданной программе;
- в случае тенденции их изменения, отличной от нормального изменения в процессе эксплуатации, выдает обслуживающему персоналу информацию о необходимости принятия каких-либо мер (хотя конструктивные и рабочие параметры на момент подачи информации находятся в пределах нормы);
- при отказе в работе механизма выдает информацию о наиболее вероятном источнике отказа, т. е. сообщает адресацию узла или детали, неисправность которых стала причиной отказа. Такая же адресация дается и при обнаружении опасной тенденции в изменении диагностируемых параметров.
Однако системы технической диагностики судовых дизелей пока не нашли широкого применения. Это связано с большими техническими трудностями создания эффективной системы диагностики.
Проблемы диагностики технических средств обусловлены следующими обстоятельствами.
- Для обеспечения достаточно полной информированности о состоянии объекта диагностики необходима установка большого количества датчиков.
- Для получения наиболее достоверной информации требуется, как правило, глубокое внедрение датчика в конструкцию механизма, что может снижать его надежность.
- Датчики системы, в первую очередь, необходимо устанавливать в тех узлах и деталях, отказы в которых наиболее вероятны, а это обычно наиболее нагруженные детали механизма, работающие в условиях большого перепада температур, изменяющихся с большой скоростью, т. е. в условиях больших тепловых напряжений, при больших механических нагрузках, вибрации и пр. Датчики в этом случае подвергаются таким же воздействиям, что снижает их надежность.
- Датчики должны измерять очень малые изменения контролируемых параметров, т. е. иметь высокую точность измерения. Только в этом случае может быть обнаружена тенденция возможного нарушения нормального состояния детали или рабочего режима, хотя неисправности как таковой еще нет. Определенную трудность представляет обеспечение надежной и точной передачи слабого сигнала (при очень малом изменении контролируемого параметра от датчика в блок его обработки).
- В связи с вышеуказанными особенностями по установке необходимых датчиков состояние узлов и деталей объекта диагностики в значительной мере оценивается по косвенным показателям. При такой форме получения информации невозможно с достаточной точностью определить причину нарушения рабочего режима или отказа, т. е. дать достоверную адресацию неисправной детали.
- Проблемы, связанные с получением достаточно полной и точной информации о состоянии механизма, затрудняют выбор наиболее эффективного метода диагностики.
- Одной из основных задач, решаемых при разработке систем, является определение состава узлов и механизмов главного двигателя. Состав обычно определяется исходя из опыта оценки их состояния при выполнении профилактических работ и частоты отказов. Для обоснования выбора может быть использован сравнительный анализ ресурсных характеристик путем использования коэффициента вариации ресурса. Приоритетными являются узлы, имеющие большее значение коэффициента вариации ресурса.
Техническое состояние дизеля, в первую очередь, определяется Обслуживание деталей судового двигателя внутреннего сгораниясостоянием деталей цилиндропоршневой группы и коленчатого вала:
- диаметрального зазора между поршнем и втулкой;
- бокового зазора между первым поршневым кольцом и канавкой поршня;
- зазора в замке первого поршневого кольца;
- зазора в головном и мотылевом подшипниках;
- теплового зазора в клапанах.
Для получения информации по перечисленным структурным параметрам преимущественное применение получили такие методы технического диагностирования как:
- виброакустический;
- термодинамический;
- электромагнитный.
При этом параметрами диагностирования являются:
- амплитуда виброимпульса в области звуковых и ультразвуковых частот;
- температура детали или рабочей среды;
- параметр индуктивного датчика (например, при измерении зазора).
Помимо перечисленных структурных диагностических параметров важную информацию о состоянии дизеля несут параметры рабочего процесса – давление и температура воздуха и газа в цилиндрах двигателя на протяжении всего рабочего цикла. Объектом диагностирования является также система управления главного двигателя в двух режимах: стояночном, когда двигатель не работает и осуществляется проверка готовности системы управления к работе, и ходовом рабочем режиме установки.
Читайте также: Динамические характеристики механизмов СДВС
При диагностировании системы ДАУ в стояночном режиме к системе управления должна подключаться модель двигателя для подачи от объекта управления в систему ДАУ сигналов обратных связей, необходимых для ее нормального функционирования (о завершении реверса распредорганов, о начале вращения коленвала в заданном направлении, о достижении пусковой частоты вращения). При тестовой проверке системы управления на ходовом режиме также может использоваться модель объекта, что позволяет в процессе диагностирования сохранить заданный ходовой режим двигателя.
На Маневренные характеристики суднаманевровых режимах диагностирование системы управления осуществляется в обычном режиме установки (без включения модели объекта).
В связи со сложностью задачи, решаемой технической диагностикой (предупреждение обслуживающего персонала о незначительных изменениях значений контролируемых параметров и возможной неисправности механизма), разработаны различные методы диагностирования. Каждый из них имеет определенные достоинства и недостатки. Типовым принципом многих методов является получение требуемой информации о состоянии детали (узла, механизма) путем сравнения текущих значений диагностируемых параметров с эталонными. Эталон обычно представлен в виде модели объекта диагностирования. Диагностированию системы управления в рабочем режиме установки предшествует контроль в предпусковом состоянии, т. е. готовность к пуску.
Диагностирование систем управления осуществляется преимущественно тестовыми методами.
